(เมษายน 13, 2023) เป็นข่าวใหญ่ที่สุดไม่ใช่แค่ปี 2012 แต่เป็นของศตวรรษด้วย ในเหตุการณ์สำคัญ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบอนุภาคฮิกส์โบซอน (หรือที่เรียกว่าอนุภาคพระเจ้า) ซึ่งเป็นการค้นพบที่วางรากฐานสำหรับสสารที่ก่อตัวเราและทุกสิ่งที่เราเห็นรอบตัวเราในจักรวาล นักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกรีบแสดงความยินดีกับทีมที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบครั้งประวัติศาสตร์ดังกล่าว ซึ่งรวมถึง ดร.อาร์คานา ชาร์มา เจ้าหน้าที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอินเดียของ CERN ที่มีส่วนร่วมในการทดลอง
ขณะที่เธอติดต่อกับฉันทางโทรศัพท์จากเจนีวาเพื่อสัมภาษณ์ ฉันถาม ดร. ชาร์มา สิ่งที่อยู่ในใจของฉันมานาน ช่องว่างระหว่างเพศของการศึกษา STEM ในอินเดียยังเห็นได้ชัดจนถึงทุกวันนี้ ความท้าทายของเธอในการเรียนปริญญาโทด้านฟิสิกส์นิวเคลียร์ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 คืออะไร? “ฉันไม่คิดว่าการเดินทางใดจะง่าย ไม่ใช่ของฉันทั้งคู่” นักวิทยาศาสตร์กล่าว และเสริมว่า “ในขณะที่ฉันกำลังศึกษาปริญญาเอก เด็กผู้หญิงส่วนใหญ่ในวัยเดียวกับฉันกำลังจะแต่งงาน ผู้หญิงทุกวันนี้สามารถวางเท้าและทำในสิ่งที่ต้องการได้ แต่คนรุ่นเดียวกับฉันนั้นแตกต่างออกไปมาก ผู้คนจะพูดว่า 'jhola leke chali hain ฟิสิกส์ พัทเน, kya yeh Nobel Prize layengi?' แม้ว่าจะได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากครอบครัวของฉัน แต่บางครั้งฉันก็ได้ยินคนพูดว่า 'เธอมีการศึกษามากเกินไป ใครจะแต่งงานกับเธอ' แต่ไม่ว่าจะมีความท้าทายอะไร คุณแค่ต้องกัดฟันและเดินหน้าต่อไป”
นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกจากผลงานการบุกเบิกเกี่ยวกับเครื่องตรวจจับก๊าซแบบไมโครแพทเทิร์น ปัจจุบัน ดร. ชาร์มาเป็นนักฟิสิกส์อาวุโสของ CMS European Organization for Nuclear Research หรือที่รู้จักกันในชื่อ CERN ในเจนีวา ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ เธอยังเป็นหัวหน้าฝ่ายความสัมพันธ์ระหว่างเซิร์นและองค์กรระหว่างประเทศอื่นๆ เดอะ โกลบอลอินเดียนซึ่งได้รับรางวัลอันทรงเกียรติ Pravasi Bharatiya Samman ในปี 2023 สำหรับ 'คุณูปการด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่โดดเด่น' และเพื่อเป็นการยกย่องใน 'ผลงานอันทรงคุณค่า' ของเธอในการส่งเสริมเกียรติและศักดิ์ศรีของอินเดีย อุทิศรางวัลนี้ให้กับนักเรียนของอินเดียโดยกล่าวว่าชาวอินเดียของเธอ รากเหง้าและการเลี้ยงดูช่วยให้เธอรับใช้โลกในฐานะครอบครัวเดียวกัน
สาวน้อยชาวเมืองที่มีความฝันอันยิ่งใหญ่
ดร. ชาร์มาเกิดในเมืองอลิการ์ห์ เป็นนักเรียนที่เก่งเสมอ “ฉันเติบโตใน Jhansi และจบการศึกษาส่วนใหญ่จากที่นั่น ทั้งพ่อและแม่ของฉันเป็นครู พ่อของฉันสอนวิศวกรรมเครื่องกล และแม่ของฉันสอนเศรษฐศาสตร์และภูมิศาสตร์ พวกเขาเป็นคนที่ผลักดันให้ฉันเลือกวิทยาศาสตร์เป็นเส้นทางอาชีพของฉัน ฉันมาจากครอบครัวชนชั้นกลาง ดังนั้นการศึกษาที่ดีจึงค่อนข้างสำคัญ พ่อแม่ของฉันเห็นว่าฉันได้รับสิ่งนั้น”
หลังจากเรียนจบ ดร. ชาร์มาย้ายไปพาราณสีเพื่อรับปริญญาตรีสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยบานาราสฮินดู เมืองพาราณสี ซึ่งเธอศึกษาระดับปริญญาโทด้วย แม้ว่าในยุค 80 อาจดูเหมือนง่าย แต่ไม่ใช่เรื่องปกติที่เด็กผู้หญิงจะประกอบอาชีพในสาขา STEM (วิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี วิศวกรรม และคณิตศาสตร์) “ประการแรก ฉันชอบวิชานี้ และเพิ่งตัดสินใจทำตามหัวใจของฉันเพื่อเรียนต่อปริญญาโทด้านฟิสิกส์นิวเคลียร์ ฉันอยากรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้โลกอยู่รอบตัวเราและต้องการสำรวจพื้นที่นี้” นักวิทยาศาสตร์กล่าว
อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการศึกษาจะเป็นเรื่องหนึ่ง แต่การหางานก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง แม้จะเป็น “เด็กเรียนดีที่ได้เหรียญทอง” แต่นักวิทยาศาสตร์ก็เผชิญกับความท้าทายหลายอย่างหลังจากจบปริญญาโท “ฟิสิกส์ไม่ใช่เส้นทางอาชีพชั้นนำในแง่ของการให้รางวัลในทันที มีนักเรียนในชั้นเรียนของฉันที่เรียนวิชาอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์ และได้งานทำก่อนที่จะจบปริญญาโทด้วยซ้ำ มันเป็นช่วงเวลาที่น่าผิดหวังสำหรับฉันเพราะฉันต้องการยืนด้วยลำแข้งของตัวเองและไม่มีอนาคตอยู่ในสายตา ประมาณสองถึงสามปี ฉันไม่ได้งานที่เหมาะสมเลย ยิ่งกว่านั้น ฉันสอบเข้ามหาวิทยาลัยที่ดีที่สุดเพื่อเรียนต่อปริญญาเอกไม่ได้ แต่อย่างที่เขาว่ากันว่า หลังฝนย่อมมีรุ้งกินน้ำ ผมโชคดีมีโอกาสเรียนปริญญาเอก ที่มหาวิทยาลัยเดลี” นักวิทยาศาสตร์กล่าว
ดินแดนแห่งเทือกเขาแอลป์
ในขณะที่เธอกำลังศึกษาต่อในระดับปริญญาเอก ที่ DU ดร. ชาร์มามีโอกาสเข้าร่วมการประชุมเชิงปฏิบัติการที่เมือง Trieste ประเทศอิตาลี ในปี 1987 และเยี่ยมชม CERN และนั่นคือจุดเปลี่ยนสำหรับเธอ “ศาสตราจารย์อาวุโสผู้บรรยายในการประชุมเชิงปฏิบัติการประกาศว่านักเรียนที่ดีที่สุดจะได้รับอนุญาตให้ทำงานที่ CERN ในเจนีวาเป็นเวลาหกเดือน มันเป็นโอกาสครั้งใหญ่และจะปล่อยมันไปไม่ได้ ดังนั้นฉันจึงทำงานหนักและได้รับโอกาสนี้ ฉันโน้มน้าวให้พ่อแม่ของฉันรู้ว่าฉันจะไปเจนีวา และเขยของฉันก็ค่อนข้างสนับสนุนเช่นกัน” นักวิทยาศาสตร์กล่าว ซึ่งต่อมาได้รับมิตรภาพเพื่อมาที่ CERN เป็นเวลาสามปี และเข้าร่วมกลุ่มพัฒนาเครื่องตรวจจับที่นำโดย Georges Charpak (ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์, 1992)
การทำงานที่ CERN เป็นความฝันของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก และดร. ชาร์มาก็ดำเนินชีวิตตามนั้น ในครั้งแรก Sharma ได้รับการว่าจ้างเป็นพิเศษในปี 2001 โดย CERN ในฐานะชาวอินเดีย แต่ความฝันก็มีความท้าทาย “การเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมไม่ได้เป็นปัญหามากนัก ชาวอินเดียเติบโตมาในสังคมพหุวัฒนธรรม ตระหนักดีถึงการปรับตัวเข้ากับวัฒนธรรมอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ภาษาเป็นอุปสรรคเล็กน้อย ฉันต้องเรียนภาษาฝรั่งเศสซึ่งเป็นการเรียนรู้ที่สูงชันสำหรับฉัน” เธอเล่า
อย่างไรก็ตาม ภาษาไม่ใช่อุปสรรคเพียงอย่างเดียว ขาดความรู้เชิงปฏิบัติเกี่ยวกับเครื่องมือวัดและการสร้างเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ นักวิทยาศาสตร์พบว่าตัวเองอยู่ในสถานการณ์คับขันเล็กน้อยในเจนีวา เธอรำพึงว่า “ในสมัยนั้น มหาวิทยาลัยในอินเดียยังขาดแคลนโครงสร้างพื้นฐาน ดังนั้น การเตรียมตัวของฉันจึงไม่ดีอย่างที่คิดเมื่อไปถึงเซิร์น ฉันต้องเรียนรู้และเข้าใจว่าเครื่องมือขั้นสูงทำงานอย่างไร ตอนนี้ฉันต้องใช้มันเป็นประจำ และเพื่อให้เข้าใจถึงงานที่ฉันควรทำ”
เพื่อเอาชนะความท้าทาย ดร. ชาร์มาลงทะเบียนและได้รับปริญญาเอกใบที่สอง (วท.บ.) ในสาขา “Instrumentation for High Energy Physics” จากมหาวิทยาลัยเจนีวาในปี 1996 และต่อมาได้รับปริญญาบริหารธุรกิจมหาบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยนานาชาติในเจนีวาในปี 2001 XNUMX “อย่างไรก็ตาม” เธอกล่าวเสริมว่า “ความง่ายในการทำงานวิจัยและพัฒนาที่ CERN เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจสำหรับฉัน วัฒนธรรมการทำงานและความเป็นมืออาชีพที่นี่น่าทึ่งมาก”
การค้นพบอนุภาคพระเจ้า
เซิร์นร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์กว่า 10,000 คน มหาวิทยาลัยและห้องทดลองหลายร้อยแห่ง สร้างเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ (LHC) ระหว่างปี 1998-2008 เพื่อให้นักฟิสิกส์ทดสอบการทำนายทฤษฎีต่างๆ ของฟิสิกส์อนุภาค “งานของฉันคือการเตรียมเครื่องมือและเทคนิคสำหรับการดูกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับบิ๊กแบง”
เธออธิบายว่า “จักรวาลประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานของสสาร ซึ่งประกอบด้วยควาร์กและกลูออน และแรงที่พวกมันกระทำต่อกัน ในปี 1960 มีการเรียกใช้กลไกฮิกส์เพื่ออธิบายว่าอนุภาคมีมวลได้อย่างไร ดังนั้น เพื่อพิสูจน์ว่าฮิกส์โบซอนมีอยู่จริง เราจำเป็นต้องทำการทดลองครั้งใหญ่ และ LHC มีเป้าหมายที่ทะเยอทะยานในการค้นหาโบซอนนี้ ในช่วงทศวรรษที่ 90 ฉันทำงานเกี่ยวกับการวิจัยและพัฒนาเครื่องตรวจจับและเทคนิคต่างๆ ซึ่งต่อมาถูกนำมาใช้เพื่อยืนยันการมีอยู่ของอนุภาคฮิกส์โบซอน แน่นอน ตอนนั้นฉันไม่รู้ด้วยซ้ำว่าฉันมีส่วนในการทดลองครั้งใหญ่นี้ ฉันทำงานในการทดลอง Compact Muon Solenoid (CMS) และความรับผิดชอบของฉันคือทำให้แน่ใจว่าเครื่องตรวจจับสำหรับระบบมิวออนจะถูกสร้างขึ้น ติดตั้ง ใช้งาน และดำเนินการเมื่อเปิด LHC”
เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2012 มีการจัดสัมมนาครั้งประวัติศาสตร์เพื่อประกาศการตรวจพบฮิกส์โบซอน “ฉันตื่นแต่เช้าและไปถึง CERN ตอนตี 5 เพื่อเข้าไปนั่งในหอประชุม แต่กลับพบว่าเข้าไปในสถานที่ที่มีผู้คนแน่นขนัดไม่ได้ด้วยซ้ำ มันเป็นประสบการณ์ที่น่าทึ่งที่สุดในชีวิตของฉัน” เธอเล่า
ถามเธอเกี่ยวกับทฤษฎีต่างๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ LHC สามารถสร้างหลุมดำได้ และนักวิทยาศาสตร์ก็เหน็บว่า "โอ้ พวกมันปลอมตัวมาให้พร คุณรู้ไหมว่าพวกเขาพูดว่า 'การประชาสัมพันธ์ใด ๆ เป็นการประชาสัมพันธ์ที่ดี' ข่าวนี้ทำให้เรามีช่องทางที่นักวิทยาศาสตร์จะเข้าถึงสาธารณชนและอธิบายให้พวกเขาฟังว่าการชนที่มากกว่าการชนกันของแฮดรอนก็เกิดขึ้นจากรังสีคอสมิกเช่นกัน ถึงกระนั้น เราและจักรวาลก็ยังอยู่ที่นี่ ดังนั้น ทฤษฎีเหล่านี้จึงช่วยให้เราไขปริศนาเกี่ยวกับการก่อตัวของหลุมดำได้”
เสริมพลังคนหนุ่มสาว
ในปี พ.ศ. 2017 อินเดียได้เข้าเป็นสมาชิกของ CERN และ Dr. Sharma ได้ประสานงานความร่วมมือต่างๆ และแม้แต่แนะนำนักศึกษาฝึกงานชาวอินเดียที่ CERN บริหารองค์กรพัฒนาเอกชนของเธอเอง มูลนิธิการศึกษาและวิจัยไลฟ์แล็บนักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อสร้างความร่วมมือกับสถาบันการศึกษาเพื่อประโยชน์ของนักเรียนที่ด้อยโอกาส “ฉันมาอินเดียบ่อยมาก ให้เวลากับโรงเรียนและสถาบันวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมอื่นๆ เพื่อพูดคุยและมีปฏิสัมพันธ์กับนักเรียน สอนพวกเขาเกี่ยวกับฟิสิกส์ของอนุภาคเท่าที่ฉันสามารถทำได้ และเทคโนโลยีและนวัตกรรมสามารถส่งผลกระทบต่อสังคมและเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนได้อย่างไร ดร. ชาร์มากล่าว
ปัจจุบันทำงานเกี่ยวกับการทดลอง CMS ใน Large Hadron Collider พัฒนาระบบมิวออนใหม่ที่เรียกว่า GEM (Gas Electron Multiplier) ซึ่งสามารถตรวจจับมิวออนในชั้นนอกสุดของ CMS นักวิทยาศาสตร์ได้ให้คำปรึกษาแก่ปริญญาเอกจำนวนมาก นักเรียนและได้ประพันธ์หรือร่วมเขียนมากกว่า 1200 สิ่งพิมพ์ ความฝันของเธอคือการสัมผัสชีวิตของนักเรียนให้ได้มากที่สุด และนำการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ขั้นสูงจากฟิสิกส์ของอนุภาคมาใช้ในการศึกษา การวินิจฉัย และการรักษากระแสหลัก
- ติดตาม Dr. Archana Sharma ได้ที่ Twitter